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風(fēng)電變流器

風(fēng)電變流器可以優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)寬風(fēng)速范圍內(nèi)的變速恒頻發(fā)電,改善風(fēng)機(jī)效率和傳輸鏈的工作狀況,減少發(fā)電機(jī)損耗,提高運(yùn)行效率,提升風(fēng)能利用率。

風(fēng)電變流器系統(tǒng)功能

  變流器通過對(duì)雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行勵(lì)磁,使得雙饋發(fā)電機(jī)的定子側(cè)輸出電壓的幅值、頻率和相位與電網(wǎng)相同,并且可根據(jù)需要進(jìn)行有功和無功的獨(dú)立解耦控制。

  變流器控制雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟并網(wǎng),減小并網(wǎng)沖擊電流對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)造成的不利影響。

  變流器提供多種通信接口,如Profibus, CANopen等(可根據(jù)用戶要求擴(kuò)展),用戶可通過這些接口方便的實(shí)現(xiàn)變流器與系統(tǒng)控制器及風(fēng)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的集成控制。

  變流器配電系統(tǒng)提供雷擊、過流、過壓、過溫等保護(hù)功能。

  變流器提供實(shí)時(shí)監(jiān)控功能,用戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)機(jī)變流器運(yùn)行狀態(tài)。

  變流器可根據(jù)海拔進(jìn)行特殊設(shè)計(jì),可以按客戶定制實(shí)現(xiàn)低溫、高溫、防塵、防鹽霧等運(yùn)行要求。

風(fēng)電變流器基本原理

  變流器采用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術(shù),核心控制采用具有快速浮點(diǎn)運(yùn)算能力的“雙DSP的全數(shù)字化控制器”;在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器實(shí)現(xiàn)定子磁場(chǎng)定向矢量控制策略,電網(wǎng)側(cè)變流器實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓定向矢量控制策略;系統(tǒng)具有輸入輸出功率因數(shù)可調(diào)、自動(dòng)軟并網(wǎng)和最大功率點(diǎn)跟蹤控制功能。功率模塊采用高開關(guān)頻率的IGBT功率器件,保證良好的輸出波形。這種整流逆變裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、諧波含量少等優(yōu)點(diǎn),可以明顯地改善雙饋異步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和輸出電能質(zhì)量。這種電壓型交-直-交變流器的雙饋異步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了基于風(fēng)機(jī)最大功率點(diǎn)跟蹤的發(fā)電機(jī)有功和無功的解耦控制,是目前雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一個(gè)代表方向。

風(fēng)電變流器系統(tǒng)構(gòu)成

  變流器由主電路系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成。包括定子并網(wǎng)開關(guān)、整流模塊、逆變模塊、輸入/輸出濾波器、有源Crowbar電路、控制器、監(jiān)控界面等部件。

  變流器主回路系統(tǒng)包含如下幾個(gè)基本單元:

  轉(zhuǎn)子側(cè)逆變器、直流母線單元、電網(wǎng)側(cè)整流器。

  配電系統(tǒng)由并網(wǎng)接觸器、主斷路器、繼電器、變壓器等組成,自身集成有并網(wǎng)控制系統(tǒng),用戶無須再配置并網(wǎng)柜,提高了系統(tǒng)集成度,節(jié)約了機(jī)艙空間,柜中還可提供現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的220V電源。

  控制系統(tǒng)由高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、人機(jī)操作界面和可編程邏輯控制器(PLC)共同構(gòu)成。整個(gè)控制系統(tǒng)配備不間斷電源(UPS),便于電壓跌落時(shí)系統(tǒng)具有不間斷運(yùn)行能力。

  上述各功能分配到控制柜、功率柜、并網(wǎng)柜中:

  控制柜:控制柜主要對(duì)采集回的各種模擬數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析,發(fā)出控制指令,控制變流器的運(yùn)行狀態(tài)

  控制柜主要由主控箱、PLC、濾波器、電源模塊等組成。

  功率柜:主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)子滑差能量的傳遞。

  功率柜主要由功率模塊、有源Crowbar等構(gòu)成。

  并網(wǎng)柜:主要用于變流器與發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和電網(wǎng)連接控制、一些控制信號(hào)的采集以及二次回路的配置。

  并網(wǎng)柜主要由斷路器、接觸器、信號(hào)采集元件、UPS、加熱器、信號(hào)接口部分等構(gòu)成。

風(fēng)電變流器技術(shù)特征

  風(fēng)電變流器可以優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)寬風(fēng)速范圍內(nèi)的變速恒頻發(fā)電,改善風(fēng)機(jī)效率和傳輸鏈的工作狀況,減少發(fā)電機(jī)損耗,提高運(yùn)行效率,提升風(fēng)能利用率。

  風(fēng)電變流器具有以下一些特點(diǎn):

  優(yōu)異的控制性能

  完備的保護(hù)功能

  良好的電網(wǎng)適應(yīng)能力

  具備高可靠性,適應(yīng)高低溫、高海拔等惡劣地區(qū)運(yùn)行

  模塊化設(shè)計(jì),組合式結(jié)構(gòu),安裝維護(hù)便捷


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